造纸厂防雷 | 30米GJT三角钢结构避雷针塔

造纸厂作为涉及易燃材料（如纸张、化学品）的工业场所，其防雷设计需兼顾直击雷防护、接地系统优化、感应雷抑制及结构安全冗余。采用 30 米 GJT 三角钢结构避雷针塔时，需结合造纸厂的高湿度环境、电气设备密集性及工艺特殊性，构建全维度防护体系，具体设计要点如下：

一、防雷类别与核心约束

防雷等级划分

第二类防雷建筑物：造纸厂主体区域（如车间、仓库）通常属于第二类防雷建筑物（滚球半径 45 米），需满足直击雷防护无盲区、感应雷能量全拦截的要求。

特殊区域升级：若存在化学品储存区（如漂白剂、油墨），需按爆炸性粉尘环境评估（如 21 区），此时防雷类别可能升级为第二类或第一类，需通过雷电风险评估确定。

避雷针选型与布置

GJT 三角钢结构避雷针塔采用 Q345B 钢材，塔身截面惯性矩≥1.5×10⁶mm⁴，可抵御 12 级台风（GB 51418-2020）。

避雷针与造纸车间、仓库的水平距离需同时满足：

保护覆盖：≤45 米滚球半径对应的保护范围（R₀≈42.4 米）；

防反击安全：≥3 米（第二类）或≥5 米（升级为第一类时）。

二、直击雷保护范围精准验算（滚球法）

1.保护范围计算

第二类防雷建筑物（r=45 米）：
地面保护半径：米；
10 米高设备（如纸浆储罐）处保护半径：²²米。

多塔联合防护：若造纸厂面积较大（如车间间距＞80 米），需增设辅助避雷针（间距≤2×R_x），确保保护范围重叠≥5 米，消除绕击盲区。

2.塔位选择原则

环境规避：避开纸浆池、化学品储罐等易积水区域（防止接地体腐蚀），且拉线锚点远离车间泄爆方向（防止拉线断裂冲击设备）。

电磁兼容性：避雷针不得位于造纸机电气控制系统的信号干扰路径（如高频设备附近），需保持≥5 米间距。

三、接地系统设计（高可靠 + 强防腐）

1.接地电阻要求

第二类防雷建筑物：避雷针接地电阻≤10Ω，建议通过多极接地优化至≤4Ω（降低跨步电压风险）。

设备接地：造纸机、变压器等设备接地电阻≤4Ω，与避雷针接地系统地中距离≥7 米，禁止共用。

2.接地体布置与防腐措施

复合接地网设计：

水平接地体：采用 50×5mm 热镀锌扁钢，围绕塔基形成闭合环（埋深≥0.8 米），环内均匀设置 4 根 L50×5×2500mm 镀锌角钢垂直接地极（间距 5 米）。

外延接地体：从环网向外辐射 4 条水平扁钢（长 30~50 米），形成网格尺寸≤5m×5m 的接地网，降低土壤电阻率影响。

高湿度区域特殊处理：

锌包钢接地体：采用 Φ16mm 锌包钢（锌层厚度≥3mm），兼具阴极保护与接地功能，焊接处用放热焊接并包覆防腐胶带，每 2 年开挖检查腐蚀情况。

深井阳极技术：若土壤电阻率＞500Ω・m，在塔基周围打 3~5 口 15~20 米深井，埋设 Φ50mm 热镀锌钢管，填充石墨基降阻剂，可将接地电阻降至≤5Ω。

四、塔身结构安全与维护要求

1.抗风抗震设计

抗风等级：按当地 50 年一遇最大风速设计（≥35m/s），塔身采用 Q355B 钢材，主构件截面惯性矩≥1.5×10⁶mm⁴，可抵御 12 级台风。

抗震设防：按 7 度设防烈度验算（0.15g 加速度），基础采用桩基础（桩长≥8 米），地脚螺栓抗拉强度≥400MPa。

2.定期检测清单

季度检查：塔身垂直度（偏差≤1/1000）、拉线张力（符合设计值 ±5%）、防腐层完整性（锌层厚度≥85μm）。

半年检测：接地电阻（避雷针≤5Ω，设备接地≤4Ω）、SPD 漏电流（≤30μA）、等电位连接电阻（≤0.03Ω）。

年度校验：使用红外热成像仪检测接闪器温升（异常温升≤20℃），校验 SPD 残压（符合标称值 ±10%）。

30 米 GJT 三角钢结构避雷针塔可作为造纸厂直击雷防护的核心装置，但其有效性依赖于精准的保护范围计算、高湿度区域接地优化、全维度感应雷防护及结构安全冗余设计。施工完成后需经应急管理部门专项验收，并建立全生命周期维护档案，实现 “防护 - 监测 - 维护” 闭环管理，最大限度降低雷击风险。